KR20080068344A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20080068344A KR1020070005987A KR20070005987A KR20080068344A KR 20080068344 A KR20080068344 A KR 20080068344A KR 1020070005987 A KR1020070005987 A KR 1020070005987A KR 20070005987 A KR20070005987 A KR 20070005987A KR 20080068344 A KR20080068344 A KR 20080068344A
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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치는 제1 공통 전압 및 상기 제1 공통 전압보다 낮은 제2 공통 전압으로 이루어진 주기 신호인 공통 전압이 인가되는 복수의 화소, 그리고 기본 전압을 입력 받아 이로부터 제1 및 제2 전압을 생성하고, 상기 기본 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 하여 상기 제1 공통 전압을 생성하고, 상기 기본 전압 및 상기 제1 전압을 기초로 하여 상기 제2 공통 전압을 생성하는 구동 전압 생성부를 포함하고, 상기 구동 전압 생성부는 상기 기본 전압을 분압하여 제1 및 제2 기준 전압을 출력하는 전압 분배부, 상기 제1 기준 전압을 기초로 증폭 작용하여 상기 제1 공통 전압을 생성하는 제1 출력부, 상기 제2 기준 전압을 기초로 상기 제2 공통 전압을 출력하는 제2 출력부를 포함하며, 상기 제1 출력부는 제1 전원에 연결되어 있는 연산 증폭기를 포함하고, 상기 제1 전원에는 상기 제2 전압이 인가된다.
연산증폭기, 공통전압, 노이즈, 슬림, 주파수

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 구동 전압 생성부의 승압도.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 생성부를 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 생성부를 도시하는 회로도.
도 7a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 및 데이터 전압을 도시하는 파형도.
도 7b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압 및 데이터 전압을 도시하는 파형도.
도 8a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 가청 주파수에 따른 소음을 측정한 그래프.
도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 가청 주파수에 따른 소음을 측정한 그래프.
<도면 부호의 설명>
100: 하부 표시판 191: 화소 전극
200: 상부 표시판
230: 색필터 270: 공통 전극
300: 액정 표시판 조립체 330: 표시판부
361: 상부 섀시 362: 하부 섀시
363: 몰드 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
700: 구동부 710: 구동 전압 생성부
711: 전압 분배부 713: 조절부
714: 출력부 717: 필터부
800: 계조 전압 생성부 900: 백라이트부
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치는 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 도트별로 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 반전시키거나, 공통 전압과 데이터 전압을 모두 반전시킨다.
한편, 휴대폰 등의 이동성 전자 기기는 최근에 그 두께가 점점 얇아지고 있다. 휴대폰의 두께가 점점 얇아질수록 두께가 상대적으로 두꺼운 기기에 비하여 소음(noise) 발생이 커진다. 이는 휴대폰 등에 장착되는 중소형 표시 장치의 구동 소음으로 인하여 발생하는 경우가 많다. 기존에 충분한 두께를 확보하고 있는 이동성 전자 기기는 표시 장치의 구동 소음이 발생하더라도 기기 내부에서 소음이 소멸되었으나, 기기의 두께가 얇아질수록 소음이 소멸되지 않고 기기 외부에서 인식된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소음 발생이 방지되는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 제1 공통 전압 및 상기 제1 공통 전압보다 낮은 제2 공통 전압으로 이루어진 주기 신호인 공통 전압이 인가되는 복수의 화소, 그리고 기본 전압을 입력 받아 이로부터 제1 및 제2 전압을 생성하고, 상기 기본 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 하여 상기 제1 공통 전압을 생성하고, 상기 기본 전압 및 상기 제1 전압을 기초로 하여 상기 제2 공통 전압을 생성하는 구동 전압 생성부를 포함하고, 상기 구동 전압 생성부는 상기 기본 전압을 분압하여 제1 및 제2 기준 전압을 출력하는 전압 분배부, 상기 제1 기준 전압을 기초로 증폭 작용하여 상기 제1 공통 전압을 생성하는 제1 출력부, 상기 제2 기준 전압을 기초로 상기 제2 공통 전압을 출력하는 제2 출력부를 포함하며, 상기 제1 출력부는 제1 전원에 연결되어 있는 연산 증폭기를 포함하고, 상기 제1 전원에는 상기 제2 전압이 인가된다.
상기 화소는 화소 전극 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압으로 이루어진 게이트 신호가 인가되어 턴 온되며, 데이터 전압이 상기 박막 트랜지스터를 통하여 상기 화소 전극에 전달될 수 있다.
상기 제2 전압은 상기 게이트 온 전압과 동일할 수 있다.
상기 연산 증폭기의 출력 단자와 상기 연산 증폭기의 반전 입력 단자(-) 사이에 연결되어 있는 제1 저항 및 상기 연산 증폭기의 반전 입력 단자(-)와 접지 전압 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 더 포함할 수 있다.
상기 연산 증폭기는 제2 전원과 연결되어 있으며, 상기 제2 전원은 접지되어 있을 수 있다.
상기 제2 출력부는 전압 플로워(voltage follower)를 포함할 수 있다.
상기 전압 플로워는 제3 및 제4 전원과 연결되어 있으며, 상기 제3 전원에는 상기 제1 전압이 인가되며, 상기 제4 전원은 접지되어 있을 수 있다.
상기 전압 분배부는 복수의 저항으로 이루어진 저항열을 포함할 수 있다.
상기 전압 분배부로부터 출력된 제1 및 제2 기준 전압을 조절하여 상기 제1 및 제2 출력부에 각각 전달하는 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 조절부는 복수의 전송 게이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 출력부 중 적어도 어느 하나에 연결되어 있는 필터부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전압으로부터 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 그리고상기 기준 계조 전압으로부터 계조 전압을 선택하여 상기 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 공통 전압의 주파수는 15KHz 이상일 수 있다.
상기 제1 공통 전압은 8V 내지 12V일 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해서 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시판부(330)와 조명부(900)를 포함하는 액정 모듈, 액정 모듈을 수납하는 상부 및 하부 섀시(361, 362), 그리고 몰드 프레임(363)을 포함한다.
표시판부(330)는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 부착되어 있는 구동 칩(700) 및 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)(650)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm), 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도 시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
화소(PX)는 행렬의 형태로 배열되어 있다. 각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, …, n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, …, m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며, 공통 전극(270) 은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선(Gi-1)과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 3은 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 구비되어 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 구동 칩(700)은 구동 전압 생성부(710), 계조 전압 생성부(800), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600) 등을 포함한다.
이제 도 4 그리고 앞서 설명한 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성부(710)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 전압 생성부(710)의 전압 생성도이다.
도 4를 참고하면, 구동 전압 생성부(710)는 외부의 전원부(도시하지 않음)로부터 기본 전압(basic voltage)(VCI)을 인가 받고, 이를 기초로 승압하여 액정 표시 장치의 구동에 필요한 전압을 생성한다. 일반적으로 기본 전압(VCI)은 접지 전압(GND)보다 높은 레벨의 전압이다.
먼저 기본 전압(VCI)를 승압하여 제1 전압(AVDD)를 생성한다. 이어서 제1 전압(AVDD)를 기초로 정방향(+) 승압 또는 부방향(-) 승압하여 제2 전압(VGH) 및 제3 전압(VGL)을 생성한다. 그런 후 생성된 전압들을 기초로 제1 및 제2 공통 전압(VcomH, VcomL)을 생성한다.
여기서 제1 전압(AVDD)는 각종 구동 전압 생성의 기초가 되며, 계조 전압 생성부(800)로 입력되어 기준 계조 전압의 기본이 된다.
제2 및 제3 전압(VGH, VGL) 각각은 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von), 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)으로서, 게이트 신호를 이룬다.
제1 및 제2 공통 전압(VcomH, VcomL)은 주기 신호인 공통 전압(Vcom)의 최대값 및 최소값이다.
도 4에서는 기본 전압(VCI)을 기초로 제1 내지 제3 전압(AVDD, VGH, VGL)과 제1 및 제2 공통 전압(VcomH, VcomL)을 생성하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 액정 표시 장치의 구동에 필요한 다양한 다른 전압도 생성할 수 있다. 또한 도 4에 도시한 전압들의 승압 관계는 경우에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
다시 도 2를 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 구동 전압 생성부(710)로부터 받은 기준 전압(AVDD)을 기초로 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 있으며, 구동 전압 생성부(710)로부터 게이트 온 전압(Von) 및 게이트 오프 전압(Voff)을 받아 이를 조합하여 게이트 신호를 생성하고 이를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압 을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 선택한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 710, 800)는 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다. 또한 구동 장치(400, 500, 600, 710, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 710, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.
도 1을 참고하면, 가요성 인쇄 회로 기판(650)은 액정 표시판 조립체(300)의 한 변 부근에 부착되어 있다. 가요성 인쇄 회로 기판(650)은 액정 표시판 조립체(300)의 반대 쪽에 위치한 돌출부(660)를 포함한다. 돌출부(660)는 외부로부터 신호가 입력되는 곳이며, 돌출부(660)와 구동 칩(700)은 신호선으로 연결되어 있다.
몰드 프레임(363)은 상부 섀시(361)와 하부 섀시(362)의 사이에 위치한다.
백라이트부(900)는 램프(LP)와 이를 제어하는 회로 요소(도시하지 않음), 인쇄 회로 기판(670), 도광판(902), 반사 시트(903), 복수의 광학 시트(901)를 포함한다.
램프(LP)는 몰드 프레임(363)의 단변의 가장자리 부근에 위치한 인쇄 회로 기판(670)에 고정되어 있으며 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 공급한다.
도광판(902)은 램프(LP)로부터의 빛을 액정 표시판 조립체(300)쪽으로 안내하고 빛의 세기를 균일하게 한다.
반사 시트(903)는 도광판(902) 아래쪽에 구비되어 있고 램프(LP)로부터의 빛을 액정 표시판 조립체(300)로 반사시킨다.
광학 시트(901)는 도광판(902) 위쪽에 구비되어 있고 램프(LP)로부터의 빛의 휘도 특성을 확보한다.
상부 섀시(361)와 하부 섀시(362)는 몰드 프레임(363)를 사이에 끼고 결합하여 액정 모듈(350)을 내부에 수납한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 주기적으로 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
이제 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성부(710)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성부의 일부를 도시하는 블록도이며, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 전압 생성부의 일부를 도시하는 회로도이다.
앞서 설명한 바와 같이 구동 전압 생성부(710)는 액정 표시 장치의 구동에 필요한 여러 가지 전압을 생성한다. 그 중 도 5 및 도 6은 공통 전압(Vcom)을 생성하는 부분을 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 전압 생성부(710)는 차례로 연결되어 있는 전압 분배부(711), 조절부(713), 출력부(714) 및 필터부(717)를 포함한다.
전압 분배부(711)는 입력 전압(Vin)을 기초로 제1 기준 전압(first reference voltage)(Va) 및 제2 기준 전압(second reference voltage)(Vb)을 생성한다. 입력 전압(Vin)은 도 4에 도시한 전압 생성도에서의 기본 전압(VCI)일 수 있으며, 그 외의 구동 전압 생성부(710)에서 생성된 여러 구동 전압 중 어느 하나일 수 있다.
조절부(713)는 전압 분배부(711)로부터 제1 및 제2 기준 전압(Va, Vb)를 입력받아 이들의 값을 필요에 따라 조절하여 출력한다.
출력부(714)는 조절부(713)로부터 조절된 제1 및 제2 기준 전압(Va', Vb')을 각각 입력 받는 제1 및 제2 출력부(715, 716)를 포함한다. 제1 및 제2 출력부(715, 716)는 각각 조절된 제1 및 제2 기준 전압(Va', Vb')을 기초로 제1 및 제2 공통 전압(VcomH, VcomL)을 생성한다.
필터부(715)는 제1 및 제2 공통 전압(VcomH, VcomL)에 포함되어 있는 노이즈를 제거하여 최종 제1 및 제2 공통 전압(VcomH', VcomL')을 출력한다.
그러면 도 6을 참고하여 도 5에 도시한 구동 전압 생성부의 일부에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6을 참고하면, 전압 분배부(711)는 직렬로 연결되어 있는 복수의 저항(R)을 포함하는 저항렬로 이루어져 있으며, 조절부(713)는 복수의 전송 게이트(transmission gate)(TG)로 이루어져 있다.
제1 출력부(715)는 제1 연산 증폭기(AMP1), 제1 및 제2 저항(Ra, Rb)를 포함한다.
제1 연산 증폭기(AMP1)는 비반전 입력 단자(+), 반전 입력 단자(-) 및 출력 단자를 포함한다. 제1 연산 증폭기(AMP1)는 제1 및 제2 전원이 인가되며, 제1 전원에는 제2 전압(VGH)이 연결되어 있고, 제2 전원에는 접지 전압이 연결되어 있다.
제1 저항(Ra)은 제1 연산 증폭기(AMP1)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 연결되어 있으며, 제2 저항(Rb)은 제1 연산 증폭기(AMP1)의 반전 입력 단자(-)와 접지 전압 사이에 연결되어 있다.
제1 출력부(715)는 조절된 제1 기준 전압(Va')를 입력 받아 제1 및 제2 전 원(VGH, GND) 범위에서, 제1 및 제2 저항(Ra, Rb) 비에 따라 비반전 증폭하여 제1 공통 전압(VcomH)를 출력한다. 제1 공통 전압(VcomH)은 다음 수학식 1에 따라 결정된다.
VcomH=Va'×(1+Rb/Ra)
설명한 바와 같이 제1 출력부(715)의 제1 연산 증폭기(AMP1)의 제1 전원은 제2 전압(VGH)와 연결되어 있으며, 제2 전압(VGH)은 기본 전압(VCI)를 증폭한 값으로써, 상대적으로 높은 수치를 갖는다. 따라서 제1 출력부(715)를 통해서 출력되는 제1 공통 전압(VcomH)의 출력 범위도 커진다.
제2 출력부(716)는 제2 연산 증폭기(AMP2) 및 제3 저항(Rc)를 포함한다.
제2 연산 증폭기(AMP2)는 비반전 입력 단자(+), 반전 입력 단자(-) 및 출력 단자를 포함하며, 반전 입력 단자(-)와 출력 단자는 서로 연결되어, 제2 연산 증폭기(AMP2)는 전압 플로워(voltage follower)를 이룬다. 제2 연산 증폭(AMP2)는 제3 및 제4 전원이 인가되며, 제3 전원에는 제1 전압(AVDD)이 연결되어 있으며, 제4 전원에는 접지 전압과 연결되어 있다.
제3 저항(Rc)은 제2 연산 증폭기(AMP2)의 출력 단자와 연결되어 있다. 제3 저항(Rc)는 제2 출력부(716)의 출력 값을 조정하며, 이는 생략될 수 있다.
제2 출력부(716)는 조절된 제2 기준 전압(Vb')을 입력 받아 이를 그대로 제2공통 전압(VcomL)으로서 출력한다.
한편 도 6에서 필터부(717)는 생략하여 도시하였으며, 조절부(713) 역시 생 략될 수 있다.
이제 도 7a 및 도 7b를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom1) 및 데이터 전압(Vd1)을 도시하는 파형도이며, 도 7b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom) 및 데이터 전압(Vd)를 도시하는 파형도이다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom)은 고레벨의 공통 전압(VcomH1)과 저레벨의 공통 전압(VcomL1)으로 이루어진 주기 신호이며, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom)는 상대적으로 고레벨인 제1 공통 전압(VcomH) 및 상대적으로 저레벨인 제2 공통 전압(VcomL)로 이루어진 주기 신호이다.
그러나 도 7a 및 도 7b를 비교해보면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 공통 전압(VcomH)은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 고레벨 공통 전압(VcomH1)보다 크다. 따라서 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom)의 진폭(Ab)은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 공통 전압(Vcom1)의 진폭(Aa)보다 크다.
한편, 데이터 전압(Vd1, Vd)은 공통 전압(Vcom1, Vcom)과 같은 주기로 스윙하는 주기 신호이며, 그 위상은 반대이다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 화소(PX)에 인가된 데이터 전압(Vd1, Vd)과 공통 전압(Vcom1, Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 즉 도 7a 및 도 7b 각각에서 Ta 및 Tb는 충전 시간이며, 빗금친 부분은 액정 축전기(Clc)의 충전량이 된다.
도 7b와 같이 공통 전압(Vcom)의 진폭(Ab)을 크게 하면, 공통 전압(Vcom)의 충전 시간 (Tb)를 도 7a에 도시한 공통 전압(Vcom1)의 충전 시간(Ta) 보다 작게 하면서도 빗금친 부분 즉, 액정 축전기(Clc)의 충전량을 유사하게 유지할 수 있다. 도 7b에 도시한 공통 전압(Vcom)의 충전 시간 (Tb)이 도 7a에 도시한 공통 전압(Vcom1)의 충전 시간(Ta)보다 작게 하면 도 7b에 도시한 공통 전압(Vcom)의 주파수는 도 7a에 도시한 공통 전압(Vcom1)의 주파수보다 커진다. 주파수가 커지면 액정 표시 장치에서 가청 범위의 구동 소음(noise)은 작아진다.
한편 공통 전압(Vcom)의 주파수(fb)는 가청 소음으로 인식되지 않는 주파수인 15KHz 이상인 것이 바람직하다. 또한 액정 축전기(Clc)의 충전량을 충분히 확보하면서 주파수를 가청 주파수 이상으로 하기 위하여 제1 공통 전압(VcomH)는 8V 내지 12V로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전압(Vcom)의 진폭(Ab)을 크게 하고 주파수를 크게 하여, 액정 축전기(Clc)의 충전량을 확보하면서도 구동 소음(noise)를 줄일 수 있다.
그러면 도 8a 및 도 8b를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 효과에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8a는 도 7a와 같은 공통 전압(Vcom1)을 인가한 액정 표시 장치에서 가청 주파수에 따른 소음을 측정한 그래프이며, 도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따라 도 7b와 같은 공통 전압(Vcom)을 인가한 액정 표시 장치에서 가청 주파수에 따른 소음 을 측정한 그래프이다.
먼저 종래 기술에 따른 액정 표시 장치는 도 8a에 점선의 원으로 표시한 바와 같이 가청 주파수 중 4500Hz 내지 6000Hz에서 소음이 크게 증가한다. 그러나 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 모든 가청 주파수에 해당하는 소음이 증가하지 않음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에 따르면 액정 표시 장치의 구동 소음 발생을 방지하여, 두께가 얇은 휴대폰 등의 기기에서 대두되고 있는 소음 문제를 해결할 수 있다.

Claims (14)

  1. 제1 공통 전압 및 상기 제1 공통 전압보다 낮은 제2 공통 전압으로 이루어진 주기 신호인 공통 전압이 인가되는 복수의 화소, 그리고
    기본 전압을 입력 받아 이로부터 제1 및 제2 전압을 생성하고, 상기 기본 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 하여 상기 제1 공통 전압을 생성하고, 상기 기본 전압 및 상기 제1 전압을 기초로 하여 상기 제2 공통 전압을 생성하는 구동 전압 생성부
    를 포함하고,
    상기 구동 전압 생성부는 상기 기본 전압을 분압하여 제1 및 제2 기준 전압을 출력하는 전압 분배부, 상기 제1 기준 전압을 기초로 증폭 작용하여 상기 제1 공통 전압을 생성하는 제1 출력부, 상기 제2 기준 전압을 기초로 상기 제2 공통 전압을 출력하는 제2 출력부를 포함하며,
    상기 제1 출력부는 제1 전원에 연결되어 있는 연산 증폭기를 포함하고, 상기 제1 전원에는 상기 제2 전압이 인가되는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 화소는 화소 전극 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압으로 이 루어진 게이트 신호가 인가되어 턴 온되며, 데이터 전압이 상기 박막 트랜지스터를 통하여 상기 화소 전극에 전달되는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 전압은 상기 게이트 온 전압과 동일한 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 연산 증폭기의 출력 단자와 상기 연산 증폭기의 반전 입력 단자(-) 사이에 연결되어 있는 제1 저항 및 상기 연산 증폭기의 반전 입력 단자(-)와 접지 전압 사이에 연결되어 있는 제2 저항을 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 연산 증폭기는 제2 전원과 연결되어 있으며, 상기 제2 전원은 접지되어 있는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제2 출력부는 전압 플로워(voltage follower)를 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 전압 플로워는 제3 및 제4 전원과 연결되어 있으며, 상기 제3 전원에는 상기 제1 전압이 인가되며, 상기 제4 전원은 접지되어 있는 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 전압 분배부는 복수의 저항으로 이루어진 저항열을 포함하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 전압 분배부로부터 출력된 제1 및 제2 기준 전압을 조절하여 상기 제1 및 제2 출력부에 각각 전달하는 조절부를 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 조절부는 복수의 전송 게이트를 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 출력부 중 적어도 어느 하나에 연결되어 있는 필터부를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제2항에서,
    상기 제1 전압으로부터 기준 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부, 그리고
    상기 기준 계조 전압으로부터 계조 전압을 선택하여 상기 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부
    를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 공통 전압의 주파수는 15KHz 이상인 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 제1 공통 전압은 8V 내지 12V인 표시 장치.
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